生物柴油项目可行性分析

三、 工艺分析

3.1工艺原理

　　目前制造生物柴油的方法主要有：直接使用和混合，微乳法，热解法和酯交换法。这几种方法的比较见下表：

　　生产过程中，目前普遍采用的方法是利用植物油或者动物脂肪的酯交换反应来生产生物柴油，反应化学方程式如下：
主反应：

CH₂OCOR₁                CH₂OH    R₁COOR

︱            催化剂     ︱

CHOCOR₂ + 3ROH———→ CHOH  +  R₂COOR

︱                       ︱

CH₂OCOR₃                CH₂OH    R₃COOR

催化剂

R₁-COOH+ 3ROH———→H₂O + R₁COOR

副反应：

催化剂

RCOOCH₃ + H₂O———→R-COOH + ROH

CH₂OCOR₁                CH₂OH    R₁COOM

︱            催化剂     ︱

CHOCOR₂ + 3MOH———→ CHOH  +  R₂COOM

 ︱                      ︱

CH₂OCOR₃                CH₂OH    R₃COOM

（皂）

催化剂

RCOOCH₃ + MOH———→R-COOM + ROH

3.2工艺流程

　　在生物柴油生产过程中，酸性催化剂对于甘三酯转化为生物柴油的作用是很慢的。醇和油的摩尔比是30：1，在65℃的情况下大约69个小时才能能够达到90％的转化率。酸性催化剂酯化反应的优点是油或者脂肪中的游离脂肪酸在酸性催化剂作用下也可以直接一次转化成生物柴油，但是由于甲醇要求非常高，必须较大的反应器和分离单元。然而，酸性催化剂对于游离脂肪酸转化为酯的作用表现非常明显。事实上，仅仅使用单一的酸性催化剂不能够达到生物柴油生产的最优化的目的的。

　　碱性催化剂酯交换反应采用NaOH或者KOH作为催化剂来催化生产生物柴油。对于新鲜纯油脂来说，甲醇和油脂的摩尔比为6：1，在65℃下，一个小时内有93-98％的转化率。与酸性催化剂相比，拥有高产出率和较短反应时间。但是，采用废弃油脂作为原料时，废弃油脂中含有较高的游离脂肪酸，在使用碱性催化剂催化废弃油脂时易形成皂类物质而不能直接转化为生物柴油。在生产过程中生成的皂粒能阻止生物柴油从甘油中的分离。

　　在我国目前的国情和当前的油价下，使用食品级油脂作为原料来生产生物柴油还不太现实，餐饮废油和部分工业用油脂相对于食品级油脂来说成本是非常低的。但是，这些废弃油脂通常含有较高的游离脂肪酸，所以对于这些废弃油脂要先用酸性催化剂预处理工艺使FFA转化为酯，然后通过碱性催化剂进行酯交换反应。

　　我公司研发的生物柴油集成生产线主要采用目前国际上成熟、稳定的两步法工艺，即先进行酸性催化酯化反应，再进行碱性催化酯交换反应。在配合我公司研制的预酯化助剂，可以适应包括纯油脂和废弃油脂再内的多种不同品质的原料油。该集成生产线操作简单，工艺先进，反应时间短，产品质量高，转化率可达95%以上（以甘油计），得率可得95%以上（以油计），可接近并符合美国ASTM D6751标准。